[发明专利]一种三轴磁传感器的转向差校正方法

说明书

本发明公开了三轴磁传感器的转向差校正方法，包括以下步骤，S10，选择一片空旷且没周围没有磁性物质的区域，在一个固定点上，转动磁传感器，并采集磁传感器所得到三轴磁场数值Hx，Hy，Hz；S20，设X'Y'Z'轴为磁传感器的实际坐标轴，XYZ轴为标准坐标轴，构建地磁场矢量的测量输出模型；S30，构造神经网络辨识系统，采用迭代原理更新误差参数，从而得到误差参数的各个估计值；S40，利用误差参数，计算补偿后的磁传感器数据。本发明适用性广，且不要求巨大的数据量，对参数估计的精度更高，减少转向差的效果较好，有效提高了测量磁场值时的准确度。

技术领域

本发明属于电子仪器测量标定与校正领域，涉及一种三轴磁传感器的转向差校正方法。

背景技术

磁场检测是在做与磁有关的各种科研生产活动中必不可少的一个环节，勘测磁异常的准确性是十分重要的。其中，三轴磁传感器常常被用来作为工具，测量磁场的三分量数值。但是因为加工工艺各不相同，安装工艺的水平也参差不齐，就会导致磁传感器的三个轴不会严格正交，并且三轴的灵敏度也不会保持完全一致，可能还会存在零点漂移等问题，就会使得传感器在同一位置不同形态下，测得的磁场模量和实际量有一个较大的误差，这个误差即转向差，所以对转向差的校正就十分有必要。

常用的三轴磁传感器校正方法是椭球拟合校正，即通过充分旋转磁传感器，通过获取足量的数据，拟合出椭球方程，进而来计算校正参数。但这种方法需要获取大量的数据，并且一定要保证磁传感器能被充分旋转，才能有一定效果。但事实证明，对于不同的磁传感器效果不理想。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种适用性更广，且校正精度更好的三轴磁传感器的转向差校正方法，并且不需要大量的数据。

为实现上述目的，本发明的技术方案为三轴磁传感器的转向差校正方法，包括以下步骤：

S10，选择一片空旷且没周围没有磁性物质的区域，在一个固定点上，转动磁传感器，并采集磁传感器所得到三轴磁场数值Hx，Hy，Hz；

S20，设X′ Y′ Z′轴为磁传感器的实际坐标轴，XYZ轴为标准坐标轴，构建地磁场矢量的测量输出模型；

S30，构造神经网络辨识系统，采用迭代原理更新误差参数，从而得到误差参数的各个估计值；

S40，利用误差参数，计算补偿后的磁传感器数据。

优选地，所述设X′ Y′ Z′轴为磁传感器的实际坐标轴，XYZ轴为标准坐标轴，构建地磁场矢量的测量输出模型，由下式表达，

其中，为不对称比例系数，K_x和K_y分别是磁传感器实际坐标轴OX′轴方向上的灵敏度刻度和OY′轴方向上灵敏度刻度，以OZ′轴方向上灵敏度刻度为标准，即与磁传感器标准坐标轴OZ相同，设为1；

为空间转换矩阵，β表示Y′轴与Y轴之间夹角，α表示X′轴与XOZ平面的夹角，γ表示X′轴与XOY平面的夹角；取cosα≈1,cosβ≈1,cosβ≈1,sinα≈α,sinβ≈β,sinγ≈γ，得到

B＝[B_x,B_y,B_z]^T为零偏误差矩阵，B_x，B_y，B_z即磁传感器实际X轴，Y轴，Z轴的零偏值；

为磁传感器实际输出分量值，即磁传感器实际得到的X轴，Y轴，Z轴上的磁场值；

设定误差矩阵由式(1)得到

进一步计算，其中，E为单位矩阵；